Nature Genetics：第一个完整的黑麦参考基因组

时间：2021-03-22 00:00:00 来源：网络整理

作为国际黑麦基因组测序组（IRGSG）的创始成员之一，马里兰大学（UMD）共同发表了Nature Genetics中黑麦的第一个完整参考基因组序列。UMD和国际合作者认为需要这种强壮的小谷物的参考基因组，以便跟踪其有用的基因，并实现其在所有主要小谷物品种（包括小麦，大麦，小黑麦）中作物改良的潜力。小麦和黑麦越来越受欢迎。遵循UMD帮助对小麦基因组进行测序时使用的国际合作模式，UMD共同制定了产生参考基因组的想法，组织了工作并为实现集体目标做出了贡献。其结果是宝贵的资源，可以帮助提高粮食产量，抗病性和耐温性，从而提高粮食作物的气候适应能力。

UMD植物科学与景观结构（pSLA）助理教授，马里兰州小谷物与遗传学计划负责人Vijay Tiwari说：“这个参考基因组是一个很棒的资源，它为我们打开了许多新的大门。黑麦为我们提供对抗疾病压力的知识将帮助我们生产出更好的作物，能够更好地耐受疾病和气候变化。我们可以进行全基因组分析，以查看有用的性状来自何处，为此，我们需要一个参考基因组来提供框架。”

pSLA助理教授Nidhi Rawat和专门研究破坏小谷物的镰刀菌枯萎病等疾病的植物病理学家补充说：“我们筛选的越多，我们对黑麦中看到的有用多样性越感到惊讶。它在小麦，黑麦，小黑麦和大麦作物改良方面具有巨大潜力。”

由来自14个国家的60多名科学家撰写，其中包括美国的4个研究机构，这项合作代表了真正的合作科学。基于国际小麦基因组测序联盟（IWGSC）的例子，德国莱布尼茨植物遗传学和作物植物研究所（IpK）的Nils Stein率先与全球合作者协调，以确保所有必要的部分一起生产完整的黑麦基因组。UMD为他们为帮助实现这一想法所做的工作感到骄傲。

Tiwari说：“在此之前，人们对黑麦基因组进行了大量的测序工作，但碎片组装还不够。但是在这种情况下，科学家们都没有集中的支持，因为我们都认为将这些知识提供给社区是一个好主意。特别是在UMD，我们帮助开发了该联盟，共同开发了该想法，并提供了资源来完成测序并完成映射工作。这真的是绝对的团队合作。”

一个新黑麦参考基因组的诞生对科学和农业界是兴奋的，它为未来研究和作物改良的许多途径奠定了基础。根据Tiwari和Rawat的说法，黑麦具有非常多样化的基因，使其能够在各种土壤和环境中生长，使其具有很强的抗逆性和抗病性。与自花授粉小麦和大麦不同，它也是一种异花授粉作物，使其成为生产更强大的杂交谷物品种的理想选择。

Tiwari解释说：“古代小麦，大麦和黑麦都是在同一时间进化的。但是黑麦走了一条不同的道路，对其他人有一些独特的优势。例如，寻找制造小麦和大麦异花授粉作物的方法可以更容易地生产杂交小麦或大麦，并且是提高产量的巨大动力。黑麦已经具有这种能力。”

Rawat和Tiwari还强调，黑麦和小黑麦（通过小麦和黑麦杂交开发）是该地区重要的覆盖作物，因为它们有效利用营养物质，需要很少的肥料，使它们对切萨皮克湾非常有用。”Rawat说。“黑麦除了对面包和啤酒有益外，还是一种流行的覆盖作物，因为它具有非常好的氮和磷利用效率组合，这对于将多余的营养物质保持在海湾外特别重要。最近，我们筛选了数百种小麦品系的疾病，发现有用的遗传多样性似乎来自黑麦。随着黑麦参考基因组的可用性，很容易将这些有用性状的基因定位并转移到小麦和其他小谷物。”

Rawat和Tiwari对育种和研究机会感到兴奋，这项工作可以在整个小粒谷物中开放，从而可以开发能够满足全球种植者不同需求的品种。

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论文：DOI: 10.1038/s41588-021-00807-0。

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